高度可调节型错流式塔盘多效回收塔

技术领域

本发明属于酒精回收技术领域，具体涉及高度可调节型错流式塔盘多效回收塔。

背景技术

回收塔一般指酒精回收塔，酒精回收塔工作原理利用酒精沸点低于不及其他溶液沸点的原理，用稍高于酒精沸点的温度，将需回收的稀酒精溶液进行加热挥发，经塔体精馏后，析出纯酒精气体，提高酒精溶液的浓度，达到回收酒精的目的。

现有技术中公开了申请号为CN201110063759.0的中国专利，公开了一种酒精回收塔，包括塔釜、塔身和冷凝器，塔釜与塔身为一体，塔釜内设有加热管，塔身上装有控温塔节，控温塔节下部一侧设有冷却水进口，控温塔节上部另一侧设有冷却水出口，塔身上部通过冷却水管与酒精预热室连接，酒精预热室顶部设有冷却水入口，酒精预热室底部一侧开有酒精入口，酒精预热室底部设有循环水出口，塔身顶部通过连通导管与冷凝器连接，冷凝器底部开有酒精出口，酒精出口与成品罐连接。本发明的优点是：控温塔节的设置，可调节塔身内温度，塔身与冷凝器连接，不会出现回流现象，安全可靠。

现有的回收塔内部一般设置有塔盘，通过塔盘对气体降温，使气体中的水分转化为液体向下流动，气体中的酒精继续向上流动，从而实现析出纯酒精气体，提高酒精溶液的浓度的目的，但是塔盘结构一般是固定的，大量气体进入回收塔内部会增大内部的压力，位置固定的塔盘不能匹配不同流速气体的降温效率，且瞬间进入大量气体也会造成回收塔内部突然增大，具有一定的危险性，为此我们提出高度可调节型错流式塔盘多效回收塔。

发明内容

本发明的目的在于提供高度可调节型错流式塔盘多效回收塔，旨在解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

高度可调节型错流式塔盘多效回收塔，包括：

塔体，其侧部设置有第一进气口和回气口，其底部设置有第一出液口，其顶部设置有第一出气口；

蒸发罐，其位于塔体的下侧，其侧部设置有第一进液口，其顶部设置有第二出气口，所述第二出气口与第一进气口之间固定连接有第一管道，原液由第一进液口进入蒸发罐内蒸发处理得到气体；

进气机构，其设置于塔体内，其与第一管道连接以引导气体均匀进入塔体内；

塔盘机构，其设置有多组并均位于塔体内，气体经过塔盘机构分离处理得到提纯后的气体和液体；

升降机构，其设置于塔体内，其用于同步升降多组塔盘机构，继而改变气体进入塔体内的缓冲空间；

再沸罐，其设置于塔体的下侧，其用于二次蒸发液体得到气体；以及

冷凝罐，其设置于塔体的上侧，其通过冷凝气体以得到成品。

作为本发明一种优选的方案，所述进气机构包括变径管、环形管和出气孔，所述变径管固定连接于第一进气口内，所述变径管的一端与第一管道连接，所述环形管固定连接于变径管的另一端，所述出气孔均设置于环形管的下侧，由原液蒸发的气体经过第一管道进入变径管内，然后透过出气孔进入塔体内。

作为本发明一种优选的方案，每组所述塔盘机构均包括圆形塔盘、凸起滤罩、溢流堰、降流孔和降流管，所述圆形塔盘滑动设置于塔体内，所述凸起滤罩均匀分布于圆形塔盘顶部，所述溢流堰设置有两个并均固定连接于圆形塔盘的下内壁，所述降流孔固定连接于圆形塔盘的底部，所述降流管开设于圆形塔盘的底部。

作为本发明一种优选的方案，所述圆形塔盘由溢流堰分割为三个区域，所述凸起滤罩、降流孔和降流管分别在不同的区域，所述凸起滤罩位于凸起滤罩和降流管之间，相邻的两个所述降流孔位置错流设置。

作为本发明一种优选的方案，所述升降机构包括：

上圆架，其固定连接于塔体内；

下圆架，其固定连接于塔体内，其位于上圆架的下侧；

滚珠丝杆，其设置有两个，其均转动连接于上圆架和下圆架之间，其圆周表面均固定连接有丝杆套，其圆周表面均套设有多个丝杆套，位于同一个高度的两个所述丝杆套固定连接于同一个圆形塔盘的底部；

保护壳，其固定连接于下圆架的顶部；以及

驱动组件，其设置于塔体上，其用于驱动两个滚珠丝杆同步转动，继而带动多个塔盘机构升降。

作为本发明一种优选的方案，所述驱动组件包括内齿轮、第一锥齿轮、第一电机和第二锥齿轮，所述内齿轮转动连接于下圆架内，所述内齿轮与两个丝杆套相啮合，所述第一锥齿轮固定连接于内齿轮的顶部，所述第一电机固定连接于塔体的侧部，所述第一电机的输出端向塔体内延伸，所述第二锥齿轮固定连接于第一电机的输出端，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合。

作为本发明一种优选的方案，所述再沸罐的侧部设置有第二进液口，所述第二进液口与第一出液口之间固定连接有第二管道，所述再沸罐的底部设置有第二出液口，所述再沸罐的顶部设置有第三出气口，所述第三出气口与回气口之间固定连接有第三管道，所述再沸罐上设置有搅拌机构。

作为本发明一种优选的方案，所述搅拌机构包括第二电机、第三锥齿轮、搅拌叶和第四锥齿轮，所述第二电机固定连接于再沸罐的顶部，所述第三锥齿轮固定连接于第二电机的输出端，所述搅拌叶转动连接于再沸罐的上内壁，所述搅拌叶的上端贯穿再沸罐并向上延伸，所述第四锥齿轮固定连接于搅拌叶的上端。

作为本发明一种优选的方案，所述冷凝罐由主半仓和副半仓拼接构成，所述主半仓的顶部设置有分隔板，所述分隔板与第一出气口之间固定连接有第四管道，所述主半仓的底部设置有第三出液口，所述主半仓的内壁之间固定连接有分隔板，所述分隔板将主半仓分割成上空腔和下空腔，所述副半仓的顶部设置有冷气进口和冷气出口，所述副半仓靠近主半仓接缝处固定连接有挡板，所述挡板靠近副半仓一侧固定连接有多个U形管，所述U形管连通主半仓的上空腔和下空腔。

作为本发明一种优选的方案，所述副半仓的另一侧固定连接有散热器和风机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本方案通过第一电机的输出端带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动内齿轮转动，内齿轮带动丝杆套转动，最后带动两个滚珠丝杆同步转动，丝杆套在滚珠丝杆的转动下能够升降，使多个塔盘机构能够同步升降，能够随时改变气体进入塔体内的缓冲空间，继而能够调节气体在塔体内的瞬时压力变化，能够缓解大量气体进入的巨大气压，同时不同高度的塔盘机构也能够改变气体的热量和质量交换，即调节气体中酒精气体和水分液体的分离速率，酒精气体由凸起滤罩向上流动，水分液体在圆形塔盘内不断堆积，水分液体过多时会沿着降流孔和降流管向下流动，且相邻的降流孔和降流管错流式设计，使水分液体流动路径更长，能够自然与塔体内部的气体混合，提高更好的分离效果，水分液体由第二管道进入再沸罐内，经过再沸罐对水分液体进行二次加热，二次加热产生的气体沿着第三管道重新回到塔体内，进行二次分离操作，有效提高酒精原液的提纯精确性，减少酒精能源损失，得到更高浓度的酒精成品。

2、本方案中塔体的液体向下流动经过第一出液口进入第二管道内，然后经过第二进液口进入再沸罐内，再沸罐内设置有加热设备，通过加热设备对液体进行二次加热，使液体中的酒精蒸发得到二次气体，二次气体经过第三出气口进入第三管道内，然后有回气口重新回到塔体内，经过上述循环操作，可有效分离液体中的酒精成分，加强提纯效果。

3、本方案中通过第二电机的输出端带动第三锥齿轮转动，第三锥齿轮带动第四锥齿轮缓速转动，最后带动搅拌叶缓速转动，搅拌叶不断缓慢搅拌再沸罐内的液体，使其受热更加均，提高蒸发效果。

4、本方案中气体经过第一出气口进入第四管道内，然后由分隔板进入主半仓的上空腔内，在挡板的阻挡下，气体进入U形管内，冷气进口用于通入冷却气体，冷气出口用于排出冷却气体，经过U形管与冷却气体的换热处理，使气体中的热量快速流速，U形管内的气体转化为液体流到主半仓的下空腔内，最后从第三出液口排出，得到提纯后的酒精成品，U形管流动路径长，冷却效率高，副半仓的另一侧固定连接有散热器和风机，可以加快空气流动，避免副半仓壳体的热度影响气体冷凝效率，提高气体冷凝速度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的塔体整体剖视图；

图3为本发明的塔体外壳剖视图；

图4为本发明的进气机构示意图；

图5为本发明的升降机构与塔盘机构组装示意图；

图6为本发明的塔盘机构示意图；

图7为本发明的升降机构爆炸图；

图8为本发明的图7的A处爆炸图；

图9为本发明的再沸罐剖视图；

图10为本发明的冷凝罐爆炸图；

图11为本发明的冷凝罐剖视图。

图中标号说明：

1、塔体；101、第一进气口；102、第一出气口；103、第一出液口；104、回气口；

2、蒸发罐；201、第一进液口；202、第二出气口；203、第一管道；

3、再沸罐；301、第二进液口；302、第三出气口；303、第二出液口；304、第二管道；305、第三管道；

4、冷凝罐；401、主半仓；402、副半仓；403、分隔板；404、第三出液口；405、冷气进口；406、冷气出口；407、挡板；408、U形管；409、第四管道；

5、进气机构；501、变径管；502、环形管；503、出气孔；

6、塔盘机构；601、圆形塔盘；602、凸起滤罩；603、溢流堰；604、降流孔；605、降流管；

7、升降机构；701、上圆架；702、下圆架；703、滚珠丝杆；704、丝杆套；705、内齿轮；706、第一锥齿轮；707、第一电机；708、第二锥齿轮；709、保护壳；7010、丝杆套；

9、搅拌机构；901、第二电机；902、第三锥齿轮；904、搅拌叶；905、第四锥齿轮；

10、散热器；11、风机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-图11，本实施例提供的技术方案如下：

高度可调节型错流式塔盘多效回收塔，包括塔体1、蒸发罐2、进气机构5、塔盘机构6、升降机构7、再沸罐3和冷凝罐4，其中：塔体1侧部设置有第一进气口101和回气口104，其底部设置有第一出液口103，其顶部设置有第一出气口102；蒸发罐2位于塔体1的下侧，其侧部设置有第一进液口201，其顶部设置有第二出气口202，第二出气口202与第一进气口101之间固定连接有第一管道203，原液由第一进液口201进入蒸发罐2内蒸发处理得到气体；进气机构5设置于塔体1内，其与第一管道203连接以引导气体均匀进入塔体1内；塔盘机构6设置有多组并均位于塔体1内，气体经过塔盘机构6分离处理得到提纯后的气体和液体；升降机构7设置于塔体1内，其用于同步升降多组塔盘机构6，继而改变气体进入塔体1内的缓冲空间；再沸罐3设置于塔体1的下侧，其用于二次蒸发液体得到气体；冷凝罐4设置于塔体1的上侧，其通过冷凝气体以得到成品。

在本发明的具体实施例中，酒精原液由第一进液口201进入蒸发罐2内，经过蒸发罐2蒸发得到高温的气体，气体经过第一管道203进入进气机构5内，然后通过出气孔503进入塔体1内并向上流动，多个塔盘机构6在塔体1内叠合设计，且相邻两个塔盘机构6之间距离相同，高温的气体穿过凸起滤罩602向上流动，沸点较低的酒精气体继续向上流动，最后由第四管道409进入冷凝罐4内，经过冷凝罐4冷凝得到提纯后的酒精成品，安装时多个塔盘机构6设置在上圆架701和下圆架702之间，通过第一电机707的输出端带动第二锥齿轮708转动，第二锥齿轮708带动内齿轮705转动，内齿轮705带动丝杆套704转动，最后带动两个滚珠丝杆703同步转动，丝杆套7010在滚珠丝杆703的转动下能够升降，使多个塔盘机构6能够同步升降，能够随时改变气体进入塔体1内的缓冲空间，继而能够调节气体在塔体1内的瞬时压力变化，能够缓解大量气体进入的巨大气压，同时不同高度的塔盘机构6也能够改变气体的热量和质量交换，即调节气体中酒精气体和水分液体的分离速率，酒精气体由凸起滤罩602向上流动，水分液体在圆形塔盘601内不断堆积，水分液体过多时会沿着降流孔604和降流管605向下流动，且相邻的降流孔604和降流管605错流式设计，使水分液体流动路径更长，能够自然与塔体1内部的气体混合，提高更好的分离效果，水分液体由第二管道304进入再沸罐3内，经过再沸罐3对水分液体进行二次加热，二次加热产生的气体沿着第三管道305重新回到塔体1内，进行二次分离操作，有效提高酒精原液的提纯精确性，减少酒精能源损失，得到更高浓度的酒精成品。

具体的，进气机构5包括变径管501、环形管502和出气孔503，变径管501固定连接于第一进气口101内，变径管501的一端与第一管道203连接，环形管502固定连接于变径管501的另一端，出气孔503均设置于环形管502的下侧，由原液蒸发的气体经过第一管道203进入变径管501内，然后透过出气孔503进入塔体1内。

在本发明的具体实施例中，参阅图4，经过蒸发罐2蒸发的气体进入变径管501内，然后进入环形管502内，最后通过出气孔503进入塔体1内，出气孔503朝下设计，使气体首先向下流动，然后在蒸汽性质的作用下自然向上流动，对比直接向上排放，增大的气体的流动距离，且出气孔503设置有多个，均匀分布于环形管502的下侧，气体进入塔体1内更容易扩散，流动距离更加均匀，能够更快换热分离。

具体的，每组塔盘机构6均包括圆形塔盘601、凸起滤罩602、溢流堰603、降流孔604和降流管605，圆形塔盘601滑动设置于塔体1内，凸起滤罩602均匀分布于圆形塔盘601顶部，溢流堰603设置有两个并均固定连接于圆形塔盘601的下内壁，降流孔604固定连接于圆形塔盘601的底部，降流管605开设于圆形塔盘601的底部。

在本发明的具体实施例中，参阅图6，凸起滤罩602设置有多个且均匀分布，气体由凸起滤罩602向上流动，在塔盘机构6整体为合金材质，气体由凸起滤罩602流动至塔盘机构6的上侧，经过多层凸起滤罩602降温，气体中的酒精由于沸点较低继续向上流动，气体中的水分转化为液体在圆形塔盘601内残留，残留的液体逐渐堆积高于溢流堰603，随着降流孔604和降流管605向下流动，能够有效分离气体中的酒精和水分，优选的圆形塔盘601由溢流堰603分割为三个区域，凸起滤罩602、降流孔604和降流管605分别在不同的区域，凸起滤罩602位于凸起滤罩602和降流管605之间，相邻的两个降流孔604位置错流设置，使液体流动时不会进入凸起滤罩602所在的区域，液体在降流孔604和降流管605内的区域流动，避免阻挡气体上升，保障气体正常流动。

具体的，升降机构7包括：

上圆架701，其固定连接于塔体1内；

下圆架702，其固定连接于塔体1内，其位于上圆架701的下侧；

滚珠丝杆703，其设置有两个，其均转动连接于上圆架701和下圆架702之间，其圆周表面均固定连接有丝杆套704，其圆周表面均套设有多个丝杆套7010，位于同一个高度的两个丝杆套7010固定连接于同一个圆形塔盘601的底部；

保护壳709，其固定连接于下圆架702的顶部；以及

驱动组件，其设置于塔体1上，其用于驱动两个滚珠丝杆703同步转动，继而带动多个塔盘机构6升降，驱动组件包括内齿轮705、第一锥齿轮706、第一电机707和第二锥齿轮708，内齿轮705转动连接于下圆架702内，内齿轮705与两个丝杆套704相啮合，第一锥齿轮706固定连接于内齿轮705的顶部，第一电机707固定连接于塔体1的侧部，第一电机707的输出端向塔体1内延伸，第二锥齿轮708固定连接于第一电机707的输出端，第二锥齿轮708与第一锥齿轮706相啮合。

在本发明的具体实施例中，如图7和图8所示，两个滚珠丝杆703均转动设置于上圆架701和下圆架702之间，第一电机707位于塔体1的外侧，工作时通过第一电机707的输出端带动第二锥齿轮708转动，第二锥齿轮708带动内齿轮705转动，内齿轮705带动丝杆套704转动，最后带动两个滚珠丝杆703同步转动，丝杆套7010在滚珠丝杆703的转动下能够升降，使多个塔盘机构6能够同步升降，能够随时改变气体进入塔体1内的缓冲空间，继而能够调节气体在塔体1内的瞬时压力变化，能够缓解大量气体进入的巨大气压，同时不同高度的塔盘机构6也能够改变气体的热量和质量交换，即调节气体中酒精气体和水分液体的分离速率，且第二锥齿轮708、丝杆套704、内齿轮705、第一锥齿轮706均位于下圆架702和保护壳709之间，对第二锥齿轮708、丝杆套704、内齿轮705、第一锥齿轮706密封保护处理，气体和液体不会进入下圆架702与保护壳709之间，保障第二锥齿轮708、丝杆套704、内齿轮705、第一锥齿轮706正常使用。

具体的，再沸罐3的侧部设置有第二进液口301，第二进液口301与第一出液口103之间固定连接有第二管道304，再沸罐3的底部设置有第二出液口303，再沸罐3的顶部设置有第三出气口302，第三出气口302与回气口104之间固定连接有第三管道305，再沸罐3上设置有搅拌机构9。

在本发明的具体实施例中，塔体1的液体向下流动经过第一出液口103进入第二管道304内，然后经过第二进液口301进入再沸罐3内，再沸罐3内设置有加热设备，通过加热设备对液体进行二次加热，使液体中的酒精蒸发得到二次气体，二次气体经过第三出气口302进入第三管道305内，然后有回气口104重新回到塔体1内，经过上述循环操作，可有效分离液体中的酒精成分，加强提纯效果。

具体的，搅拌机构9包括第二电机901、第三锥齿轮902、搅拌叶904和第四锥齿轮905，第二电机901固定连接于再沸罐3的顶部，第三锥齿轮902固定连接于第二电机901的输出端，搅拌叶904转动连接于再沸罐3的上内壁，搅拌叶904的上端贯穿再沸罐3并向上延伸，第四锥齿轮905固定连接于搅拌叶904的上端。

在本发明的具体实施例中，搅拌叶904位于再沸罐3内，通过第二电机901的输出端带动第三锥齿轮902转动，第三锥齿轮902带动第四锥齿轮905缓速转动，最后带动搅拌叶904缓速转动，搅拌叶904不断缓慢搅拌再沸罐3内的液体，使其受热更加均，提高蒸发效果。

具体的，冷凝罐4由主半仓401和副半仓402拼接构成，主半仓401的顶部设置有分隔板403，分隔板403与第一出气口102之间固定连接有第四管道409，主半仓401的底部设置有第三出液口404，主半仓401的内壁之间固定连接有分隔板403，分隔板403将主半仓401分割成上空腔和下空腔，副半仓402的顶部设置有冷气进口405和冷气出口406，副半仓402靠近主半仓401接缝处固定连接有挡板407，挡板407靠近副半仓402一侧固定连接有多个U形管408，U形管408连通主半仓401的上空腔和下空腔。

在本发明的具体实施例中，气体经过第一出气口102进入第四管道409内，然后由分隔板403进入主半仓401的上空腔内，在挡板407的阻挡下，气体进入U形管408内，冷气进口405用于通入冷却气体，冷气出口406用于排出冷却气体，U形管408为铜材质，经过U形管408与冷却气体的换热处理，使气体中的热量快速流速，U形管408内的气体转化为液体流到主半仓401的下空腔内，最后从第三出液口404排出，得到提纯后的酒精成品，U形管408流动路径长，冷却效率高。

具体的，副半仓402的另一侧固定连接有散热器10和风机11。

在本发明的具体实施例中，散热器10用于加速对副半仓402外壳的散热，启动风机11可以加快空气流动，避免副半仓402壳体的热度影响气体冷凝效率，提高气体冷凝速度。

本发明提供的高度可调节型错流式塔盘多效回收塔的工作原理或工作过程为：酒精原液由第一进液口201进入蒸发罐2内，经过蒸发罐2蒸发得到高温的气体，气体经过第一管道203进入进气机构5内，然后通过出气孔503进入塔体1内并向上流动，多个塔盘机构6在塔体1内叠合设计，高温的气体穿过凸起滤罩602向上流动，沸点较低的酒精气体继续向上流动，最后由第四管道409进入冷凝罐4内，经过冷凝罐4冷凝得到提纯后的酒精成品，通过第一电机707的输出端带动第二锥齿轮708转动，第二锥齿轮708带动内齿轮705转动，内齿轮705带动丝杆套704转动，最后带动两个滚珠丝杆703同步转动，丝杆套7010在滚珠丝杆703的转动下能够升降，使多个塔盘机构6能够同步升降，能够随时改变气体进入塔体1内的缓冲空间，继而能够调节气体在塔体1内的瞬时压力变化，能够缓解大量气体进入的巨大气压，同时不同高度的塔盘机构6也能够改变气体的热量和质量交换，即调节气体中酒精气体和水分液体的分离速率，酒精气体由凸起滤罩602向上流动，水分液体在圆形塔盘601内不断堆积，水分液体过多时会沿着降流孔604和降流管605向下流动，且相邻的降流孔604和降流管605错流式设计，使水分液体流动路径更长，能够自然与塔体1内部的气体混合，提高更好的分离效果，水分液体由第二管道304进入再沸罐3内，经过再沸罐3对水分液体进行二次加热，二次加热产生的气体沿着第三管道305重新回到塔体1内，进行二次分离操作，有效提高酒精原液的提纯精确性，减少酒精能源损失，得到更高浓度的酒精成品。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。